DE4222146C2

DE4222146C2 - Cylinder identification device for a multi-cylinder internal combustion engine

Info

Publication number: DE4222146C2
Application number: DE4222146A
Authority: DE
Inventors: Atsuko Hashimoto; Toshio Iwata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-07-04
Filing date: 1992-07-06
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2012-07-07
Also published as: KR930002658A; DE4222146A1; US5309757A; KR950009972B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zylinder-Iden tifizierungsvorrichtung für eine Mehrzylinder-Brenn kraftmaschine.The present invention relates to a cylinder ID tification device for a multi-cylinder Brenn combustion engine.

Allgemein werden bei einer Mehrzylinder-Brenn kraftmaschine, die eine durch mehrere Zylinder angetriebene Kurbelwelle sowie eine betriebsmäßig mit der Kurbelwelle verbundene Nockenwelle aufweist, mehrere Bezugspositionssignale, die von einem Bezugssignalgenerator synchron zur Drehung der Kurbelwelle erzeugt werden, zum Steuern des Motorbetriebs verwendet, beispielsweise für die Zündsteuerung und die Einspritzsteuerung für jeden Zylinder. Jedes der Bezugspositionssignale entspricht einem vorbestimmten Drehwinkel der Kurbelwelle, der nachstehend als ein vorbestimmter Kurbelwinkel oder eine vorbestimmte Kurbelposition bezeichnet wird. Der Bezugssignalgenerator ist im allgemeinen auf der Kurbelwelle oder auf der Nockenwelle angebracht, die betriebsmäßig mit der Kurbelwelle verbunden ist und sich mit dieser synchron dreht.In general, in a multi-cylinder Brenn engine, one through several cylinders driven crankshaft as well as operationally with the Crankshaft connected camshaft has several Reference position signals received from a Reference signal generator synchronous to the rotation of the crankshaft generated used to control engine operation, for example, for the ignition control and the Injection control for each cylinder. Each of the Reference position signals correspond to a predetermined one Angle of rotation of the crankshaft, hereinafter referred to as a predetermined crank angle or a predetermined Crank position is called. The reference signal generator is generally on the crankshaft or on the Camshaft attached, which is operational with the Crankshaft is connected and synchronized with this rotates.

Fig. 4 zeigt ein typisches Beispiel einer konventionellen Zylinder-Identifizierungsvorrichtung für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine. Die dargestellte Vorrichtung weist einen ersten oder Zylinder-Iden tifizierungssignalgenerator 201 auf, der auf einer (nicht dargestellten) Nockenwelle angebracht ist, die betriebsmäßig mit einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle des Motors so verbunden ist, daß sie sich synchron mit dieser dreht, um ein Zylinder-Identifizierungssignal SC′′ zu erzeugen, und weist einen zweiten oder Bezugssignalgenerator 202 auf, der auf der Nockenwelle angebracht ist, um ein Bezugspositionssignal ST′ zu erzeugen, welches zwei vorbestimmte Bezugspositionen anzeigt, die zwei vorbestimmten Kurbelwinkeln entsprechen. Das Zylinder-Identifizierungssignal SC′′ von dem ersten Signalgenerator 201 und das Bezugssignal ST′ von dem zweiten Signalgenerator 202 werden über eine erste bzw. zweite Schnittstelle 203 bzw. 204 einer Steuereinheit in Form eines Mikrocomputers 205 zugeführt, der auf der Grundlage dieser Signale Bezugspositionen für jeden Zylinder identifiziert, um hierdurch den Zündzeitpunkt für jeden Zylinder zu steuern. Fig. 4 shows a typical example of a conventional cylinder identification apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine. The illustrated apparatus comprises a first or cylinder identification signal generator 201 mounted on a camshaft (not shown) operatively connected to a crankshaft (not shown) of the engine so as to rotate in synchronism therewith Cylinder identification signal SC "and has a second or reference signal generator 202 mounted on the camshaft to produce a reference position signal ST 'indicative of two predetermined reference positions corresponding to two predetermined crank angles. The cylinder identification signal SC "from the first signal generator 201 and the reference signal ST 'from the second signal generator 202 are supplied via a first and second interface 203 and 204, respectively, to a control unit in the form of a microcomputer 205 which references reference positions based on these signals for each cylinder, thereby controlling the ignition timing for each cylinder.

Im allgemeinen ist die Nockenwelle, auf welcher der Zylinder-Identifizierungssignalgenerator 201 und der Bezugssignalgenerator 202 angebracht ist, betriebsmäßig mit der Kurbelwelle verbunden, so daß sie bei zwei Umdrehungen der Kurbelwelle eine vollständige Umdrehung durchführt.In general, the camshaft on which the cylinder identification signal generator 201 and the reference signal generator 202 are mounted is operatively connected to the crankshaft so that it makes a complete revolution in two revolutions of the crankshaft.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, erzeugt der Zylinder-Iden tifizierungssignalgenerator 201 ein Zylinder-Iden tifizierungssignal SC′′, welches eine entsprechende Anzahl von Impulsen aufweist, von denen jeder einem bestimmten Zylinder pro einer Umdrehung der Nockenwelle entspricht, und der Bezugssignalgenerator 202 erzeugt ein Bezugspositionssignal ST′, welches mehrere Bezugsimpulse aufweist, von denen jeder vorbestimmten Bezugskurbelpositionen eines entsprechenden Zylinders entspricht. Diese Signalgeneratoren 201, 202 können beispielsweise wie nachstehend angegeben aufgebaut sein. Eine Drehscheibe ist auf der Nockenwelle angebracht, so daß sie sich mit dieser zusammen dreht, und ist mit mehreren ersten und zweiten gebogenen Schlitzen versehen, die sich durch die Scheibe erstrecken. Die Anzahl der ersten Schlitze entspricht der Anzahl der Zylinder, und die Schlitze sind um das Drehzentrum der Scheibe in gleichen Umfangsabständen angeordnet. Jeder der ersten Schlitze weist eine Vorderkante und eine Hinterkante auf, die zwei vorbestimmten Bezugskurbelpositionen oder -winkeln für einen entsprechenden Zylinder entsprechen. Jeder der zweiten Schlitze entspricht einem bestimmten Zylinder. Während der Drehung der Scheibe werden die ersten und zweiten Schlitze durch eine geeignete Meßvorrichtung abgetastet, beispielsweise durch einen Fotokoppler, der jedesmal dann, wenn er einen der zweiten Schlitze feststellt, ein Zylinder-Identifizierungssignal erzeugt, und jedes Mal dann, wenn er einen der ersten Schlitze feststellt, ein Bezugspositionssignal erzeugt. Fig. 5 ist ein Signalformdiagramm, welches die Signalformen des Zylinder-Identifizierungssignals SC′′ und des Bezugspositionssignals ST′ zeigt, die zur Verwendung mit einem Motor ausgebildet sind, der vier Zylinder Nr. 1 bis Nr. 4 aufweist. Hierbei weist das Zylinder-Iden tifizierungssignal SC′′ zwei Arten rechteckförmiger Impulse auf, die für zwei bestimmte Zylinder erzeugt werden, nämlich den Zylinder Nr. 1 und den Zylinder Nr. 4. Das Bezugspositionssignal ST′ weist eine Reihe rechteckförmiger Impulse auf, von denen jeder eine vordere oder Anstiegsflanke aufweist, die einer zweiten Bezugsposition eines entsprechenden Zylinders entspricht, beispielsweise 75° (B 75°) vor dem oberen Totpunkt (BTDC), sowie eine hintere oder abfallende Flanke, die einer ersten Bezugsposition des entsprechenden Zylinders entspricht, beispielsweise 5° (B5°) (BTDC).As shown in FIG. 5, the cylinder identification signal generator 201 generates a cylinder identification signal SC "having a corresponding number of pulses each corresponding to a specific cylinder per one revolution of the camshaft and generating the reference signal generator 202 a reference position signal ST 'having a plurality of reference pulses, each of which corresponds to predetermined reference crank positions of a corresponding cylinder. These signal generators 201 , 202 may be constructed as shown below, for example. A turntable is mounted on the camshaft so as to rotate together therewith and is provided with a plurality of first and second arcuate slots extending through the disc. The number of first slots corresponds to the number of cylinders, and the slots are arranged at equal circumferential intervals around the center of rotation of the disk. Each of the first slots has a leading edge and a trailing edge corresponding to two predetermined reference crank positions or angles for a corresponding cylinder. Each of the second slots corresponds to a particular cylinder. During rotation of the disk, the first and second slots are scanned by a suitable measuring device, such as a photocoupler, which generates a cylinder identification signal each time it detects one of the second slots, and each time it generates one of the first Detects slots, generates a reference position signal. FIG. 5 is a waveform diagram showing the waveforms of the cylinder identification signal SC '' and the reference position signal ST ', which are adapted for use with a motor having four cylinders # 1 to # 4. Here, the cylinder identification signal SC "has two kinds of rectangular pulses generated for two specific cylinders, namely, cylinder No. 1 and cylinder No. 4. The reference position signal ST 'has a series of rectangular pulses, of which each having a leading or trailing edge corresponding to a second reference position of a corresponding cylinder, for example 75 ° (B 75 °) before top dead center (BTDC), and a trailing or falling edge corresponding to a first reference position of the corresponding cylinder, for example 5 ° (B5 °) (BTDC).

Nachstehend wird der Betriebsablauf der voranstehend erwähnten konventionellen Vorrichtung unter Bezug auf die Signalformdiagramme der Fig. 5 erläutert. Wenn der Motor mit seinem Betrieb beginnt, erzeugen der erste und zweite Signalgenerator 201, 202 ein Zylinder-Iden tifizierungssignal SC′′ und ein Referenzpositionssignal ST′, die dem Mikrocomputer 205 zugeführt werden. Auf der Grundlage dieser Signale SC′′ und ST′ ermittelt der Mikrocomputer 205 die erste Bezugsposition B5° und die zweite Bezugsposition B75° jedes Zylinders und steuert den optimalen Zündzeitpunkt und den optimalen Brennstoffzeitpunkt für jeden Zylinder auf eine zeitlich gesteuerte Weise auf der Grundlage der ersten und zweiten Bezugsposition, die auf diese Weise gemessen werden, unter Berücksichtigung der Laufbedingungen des Motors, beispielsweise Drehzahl (U/Min.), Motorlast, usw.Next, the operation of the above-mentioned conventional apparatus will be explained with reference to the waveform diagrams of FIG . When the engine starts operating, the first and second signal generators 201 , 202 generate a cylinder identification signal SC "and a reference position signal ST ', which are supplied to the microcomputer 205 . Based on these signals SC '' and ST ', the microcomputer 205 determines the first reference position B5 ° and the second reference position B75 ° of each cylinder and controls the optimum ignition timing and fuel timing for each cylinder in a timed manner based on the first one and second reference positions measured in this way, taking into account the running conditions of the engine, for example, speed (rpm), engine load, etc.

Da allerdings in diesem Fall die Nockenwelle betriebsmäßig mit der Kurbelwelle über einen Kraftübertragungsriemen verbunden ist, beispielsweise einen Steuerriemen, ist es äußerst schwierig, immer sicherzustellen, daß sich die Nockenwelle exakt synchronisiert mit der Drehung der Kurbelwelle dreht. Dies führt dazu, daß das Bezugspositionssignal ST in gewissem Ausmaß fehlerbehaftet sein kann, und daher nicht exakt die vorbestimmten Kurbelpositionen wiedergibt oder anzeigt.However, in this case the camshaft is operational with the crankshaft via a power transmission belt is connected, for example, a timing belt, it is extremely difficult to always make sure that the Camshaft exactly synchronized with the rotation of the Crankshaft rotates. This causes the Reference position signal ST to some extent erroneous can be, and therefore not exactly the predetermined Displays or displays crank positions.

Zusammenfassend enthalten bei der voranstehend beschriebenen konventionellen Zylinder-Iden tifizierungsvorrichtung die erste und zweite Bezugsposition P5° und B75°, die auf der Grundlage des Bezugspositionssignals ST von dem auf der Kurbelwelle angebrachten Bezugssignalgenerator ermittelt oder bestimmt werden, mehr oder weniger Fehler, so daß es unmöglich ist, eine äußerst genaue Steuerung des Motors unter Einsatz der ersten und zweiten Bezugsposition durchzuführen.In summary, included in the above described conventional cylinder IDs tification device the first and second Reference position P5 ° and B75 °, calculated on the basis of Reference position signal ST from that on the crankshaft mounted reference signal generator determined or determined become, more or less mistakes, so that it is impossible a very precise control of the engine using the perform first and second reference position.

Daher soll die vorliegende Erfindung die voranstehend beschriebenen Probleme der konventionellen Zylinder-Iden tifizierungsvorrichtung überwinden.Therefore, the present invention, the above described problems of conventional cylinder IDs overcome the verification device.

Aus DE 40 31 129 A1 ist eine Zylinderidentifizierungsvorrichtung für eine Mehrzylinder-Brenn kraftmaschine bekannt. Die Vorrichtung umfaßt einen auf der Kurbelwelle angebrachten Signalgenerator zur Erzeugung von ersten und zweiten Impulssignalen sowie eine Zylinderidentifizierungssignal-Erzeugungseinrichtung, welche das erste Impulssignal und das zweite Impulssignal empfängt und ein Zylinder-Identifizierungssignal erzeugt. Das zweite Impulssignal besteht aus Impulsen, deren steigende Flanken einer ersten vorbestimmten Bezugsposition jedes Zylinders entsprechen, und deren fallende Flanken einer zweiten vorbestimmten Bezugsposition jedes Zylinders entsprechen. Das erste Impulssignal ist eine vorbestimmte Sequenz von mehreren Impulsen unterschiedlicher Breite. Die Zylinderidentifizierungseinrichtung tastet den Pegel des ersten Impulssignals bei jeder Flanke des zweiten Impulssignals ab und bestimmt aus vier aufeinanderfolgend abgetasteten Pegelwerten, welcher Zylinder zu dem letzten von vier aufeinanderfolgenden Flanken des zweiten Impulssignals gehört. From DE 40 31 129 A1 is a Cylinder identification device for a multi-cylinder combustion known engine. The device comprises a on the crankshaft mounted signal generator for Generation of first and second pulse signals and a Cylinder identification signal generating means, which the first pulse signal and the second pulse signal receives and generates a cylinder identification signal. The second pulse signal consists of pulses whose rising edges of a first predetermined reference position correspond to each cylinder, and their falling edges a second predetermined reference position of each cylinder correspond. The first pulse signal is a predetermined one Sequence of several pulses of different widths. The Cylinder identification means samples the level of the first pulse signal at each edge of the second Pulse signal and determined from four consecutive sampled level values, which cylinder to the last of four consecutive flanks of the second Pulse signal heard.

Aus DE 37 42 675 A1 ist eine Zylinderidentifizierungsvorrichtung für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine bekannt, mit einem ersten auf der Nockenwelle angebrachten Signalgenerator zur Erzeugung eines Zylinderidentifikationssignals synchron zur Drehung der Nockenwelle, und mit einem zweiten auf der Kurbelwelle angebrachten Signalgenerator zur Erzeugung eines weiteren Impulssignals synchron zur Drehung der Kurbelwelle. Eine Bezugspositionssignal-Er zeugungseinrichtung empfängt das Zylinderidentifikationssignal und das weitere Impulssignal und erzeugt ein Bezugspositionssignal.From DE 37 42 675 A1 is a Cylinder identification device for a Multi-cylinder internal combustion engine known, with a first on the camshaft mounted signal generator for Generation of a cylinder identification signal synchronous to Rotation of the camshaft, and with a second on the Crankshaft mounted signal generator for generating another pulse signal in synchronization with the rotation of the Crankshaft. A reference position signal Er generating device receives the Cylinder identification signal and the further pulse signal and generates a reference position signal.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zylinderidentifizierungsvorrichtung für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine vorzusehen, welche Bezugspositionen jedes Zylinders mit verbesserter Genauigkeit von einem kleinen Drehwinkel der Kurbelwelle erfassen kann.The object of the present invention is to provide a Cylinder identification device for a To provide multi-cylinder internal combustion engine, which Reference positions of each cylinder with improved Accuracy of a small angle of rotation of the crankshaft can capture.

Diese Aufgabe wird gelöst wie im Patentanspruch 1 angegeben.This object is achieved as in claim 1 specified.

Zur Lösung der voranstehend angegebenen Aufgaben wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Zylinder-Identi fizierungsvorrichtung für eine Mehrzylinder-Brenn kraftmaschine zur Verfügung gestellt, die eine Kurbelwelle und eine betriebsmäßig mit der Kurbelwelle verbundene Nockenwelle aufweist, die sich mit dieser dreht, wobei die Vorrichtung aufweist:
einen ersten, auf der Nockenwelle vorgesehenen Signalgenerator, zur Erzeugung eines Zylinder-Iden tifizierungssignals synchron zur Drehung der Nockenwelle;
einen zweiten, auf der Kurbelwelle vorgesehenen Signalgenerator zur Erzeugung, synchron zur Drehung der Kurbelwelle, eines Impulssignals, welches eine Reihe von Impulsen enthält, von denen jeder einer vorbestimmten Kurbelposition jedes Zylinders entspricht;
eine Bezugspositionssignal-Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung, auf der Grundlage der Ausgangssignale von dem ersten und zweiten Generator, eines Bezugspositionssignals, welches eine Reihe von Impulsen enthält, von denen jeder exakt die vorbestimmte Kurbelposition jedes Zylinders anzeigt, und zur Erzeugung eines Zylinderidentifizierungs-Informationssignals, welches den Zylinder angibt, der jedem Impuls des Bezugspositionssignals entspricht.In order to achieve the above objects, according to the present invention, there is provided a cylinder identification apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine having a crankshaft and a camshaft operatively connected to the crankshaft rotating therewith, the apparatus comprising:
a first signal generator provided on the camshaft for generating a cylinder identification signal in synchronization with the rotation of the camshaft;
a second signal generator provided on the crankshaft for generating, in synchronism with the rotation of the crankshaft, a pulse signal including a series of pulses each corresponding to a predetermined crank position of each cylinder;
a reference position signal generating means for generating, based on the output signals from the first and second generators, a reference position signal including a series of pulses each of which exactly indicates the predetermined crank position of each cylinder, and generating a cylinder identification information signal containing the Indicates cylinder corresponding to each pulse of the reference position signal.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Zylinder-Iden tifizierungssignal eine Reihe mehrerer rechteckförmiger Impulse auf, von denen jeder einem bestimmten Zylinder entspricht, wobei die Impulsbreiten dieser Impulse sich voneinander unterscheiden.In a preferred embodiment, the cylinder Idden signal is a series of several rectangular pulses, each of which one specific cylinder, the pulse widths these pulses differ from each other.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Zylinder-Identifizierungssignal eine Reihe rechteckförmiger Impulse derselben Impulsbreite auf, die nicht spezifischen Zylindern entsprechen, wobei kein einem bestimmten Zylinder entsprechender Impuls vorgesehen ist.In a further preferred embodiment, the Cylinder identification signal a number rectangular pulses of the same pulse width, the do not correspond to specific cylinders, with no one certain cylinder corresponding pulse is provided.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist das von dem zweiten Signalgenerator erzeugte Impulssignal einen ersten Impuls auf, der einer ersten vorbestimmten Bezugsposition jedes Zylinders entspricht, sowie einen zweiten Impuls, der einer zweiten vorbestimmten Bezugsposition jedes Zylinders entspricht.In a further embodiment, that of the second signal generator generated pulse signal a first Pulse on, the first predetermined reference position corresponds to each cylinder, as well as a second pulse, the second predetermined reference position of each Cylinder corresponds.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist das von dem zweiten Signalgenerator erzeugte Impulssignal einen ersten Impuls auf, der einer ersten vorbestimmten Bezugsposition jedes Zylinders entspricht, sowie eine Reihe zweiter Impulse, von denen der erste Impuls einer zweiten vorbestimmten Bezugsposition jedes Zylinders entspricht.In a further embodiment, that of the second signal generator generated pulse signal a first Pulse on, the first predetermined reference position Each cylinder corresponds, as well as a number second Impulses, of which the first impulse of a second predetermined reference position of each cylinder corresponds.

Die zweiten Impulse können mehrere Impulsgruppen aufweisen, von denen jede einem der Zylinder entspricht, und die sich bezüglich der Impulsanzahl voneinander unterscheiden, um so eine Zylinder-Identifizierung zu ermöglichen.The second pulses can be multiple pulse groups each of which corresponds to one of the cylinders, and in terms of the number of pulses from each other so as to differentiate a cylinder enable.

Vorzugsweise weist die Bezugspositionssignal-Er zeugungseinrichtung auf: einen Bezugspositionssignal-Er zeugungsabschnitt zur Erzeugung eines Bezugspositionssignals, welches eine erste und eine zweite vorbestimmte Bezugsposition jedes Zylinders anzeigt; und einen Zylinder-Identifizierungsabschnitt zum Zählen der Anzahl der Impulse in dem Bezugspositionsimpulssignal von dem zweiten Impulsgenerator während jedes hohen Pegels des Zylinder-Identifizierungssignals, und zur Erzeugung eines Zylinderidentifizierungs-Informationssignals, welches zur Identifizierung der Zylinder verwendet wird.Preferably, the reference position signal Er generating means on: a reference position signal Er generating section for generating a Reference position signal, which a first and a second indicates predetermined reference position of each cylinder; and a cylinder identification section for counting the Number of pulses in the reference position pulse signal of the second pulse generator during each high level of the Cylinder identification signal, and for generating a Cylinder identification information signal used for Identification of the cylinder is used.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigtThe invention will be described below with reference to the drawing illustrated embodiments explained in more detail, from which further benefits and features emerge. It shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild mit einer Darstellung der allgemeinen Anordnung einer Zylinder-Identi fizierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; Fig. 1 is a block diagram showing the general arrangement of a cylinder identi fizierungsvorrichtung according to an embodiment of the invention;

Fig. 2 ein Signalformdiagramm mit einer Darstellung eines Beispiels von Signalformen unterschiedlicher Signale, die bei der Vorrichtung von Fig. 1 verwendet werden; Fig. 2 is a waveform diagram showing an example of waveforms of different signals used in the apparatus of Fig. 1;

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, jedoch mit einer Darstellung anderer Beispiele der Signalformen verschiedener Signale, die bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendet werden; Fig. 3 is a view similar to Fig. 2 but showing other examples of the waveforms of various signals used in the apparatus of Fig. 1;

Fig. 4 ein ähnliches Blockschaltbild wie in Fig. 1, allerdings mit einer Darstellung einer konventionellen Zylinder- Identifizierungsvorrichtung für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine; und Fig. 4 is a similar block diagram as in Fig. 1, but showing a conventional cylinder identification device for a multi-cylinder internal combustion engine; and

Fig. 5 ein Signalformdiagramm mit einer Darstellung der Signalformen von Signalen, die bei der konventionellen Vorrichtung von Fig. 5 eingesetzt werden. FIG. 5 is a waveform diagram showing the waveforms of signals used in the conventional device of FIG. 5. FIG .

In den Figuren bezeichnen die gleichen Symbole gleiche oder entsprechende Teile.In the figures, the same symbols denote the same or corresponding parts.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, zunächst aus Fig. 1, ist dort als Blockschaltbild eine Zylinder-Iden tifizierungsvorrichtung für eine Mehrzylinder-Brenn kraftmaschine dargestellt, die gemäß einer ähnlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Erfindung bei einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine eingesetzt. Ein erster oder Zylinder-Identifizierungssignalgenerator 1 ist auf einer Nockenwelle des Motors vorgesehen, die betriebsmäßig so mit einer Kurbelwelle verbunden ist, daß sie sich synchron mit dieser dreht, um ein Zylinder-Iden tifizierungssignal SC zu erzeugen, welches eine Reihe mehrerer Arten rechteckförmiger Impulse enthält, die relativ große Impulsbreiten aufweisen und bestimmten Zylindern entsprechen (beispielsweise Zylinder Nr. 1 und Zylinder Nr. 2 bei der dargestellten Ausführungsform), wie in Fig. 2 gezeigt ist. Unterschiedliche Arten von Zylinder-Identifizierungsimpulsen SC, von denen jeder zu einem entsprechenden bestimmten Zylinder oder einer entsprechenden bestimmten Zylindergruppe gehört, weisen unterschiedliche Impulsbreiten auf. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel weist eine erste Art eines Zylinder-Identifizierungsimpulses, der dem Zylinder Nr. 1 entspricht, eine verhältnismäßig große Impulsbreite auf, und eine zweite Art eines Zylinder-Identifizierungsimpulses, der dem Zylinder Nr. 2 entspricht, weist eine verhältnismäßig enge Impulsbreite auf. Der erste Signalgenerator 1 kann beispielsweise genauso ausgebildet sein wie der Signalgenerator, der bei der konventionellen Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendet wird. Dies bedeutet, daß er eine Drehscheibe aufweist, die fest auf der (nicht dargestellten) Nockenwelle angebracht ist, so daß diese sich einstückig mit der Nockenwelle dreht, und mit mehreren bogenförmigen Schlitzen versehen ist, die sich durch die Scheibe erstrecken und den Zylindern des Motors entsprechen, wobei jeder der Schlitze eine Vorderkante aufweist, die einer zweiten Bezugsposition (beispielsweise B75°) eines Zylinders entspricht, sowie eine Vorderkante aufweist, die einer ersten Bezugsposition (beispielsweise B5°) eines Zylinders entspricht, und eine optische Meßeinrichtung in Form eines Fotokopplers vorgesehen ist, um jeden Schlitz in der Drehscheibe jedesmal dann zu ermitteln, wenn er einen vorbestimmten Ort während der Drehung der Scheibe einnimmt. Das Ausgangssignal SC von dem ersten Signalgenerator 1 wird über eine Schnittstelle 3 einer Bezugssignal-Erzeugungsschaltung 2 zugeführt.As is apparent from the drawings, first from Fig. 1, there is shown as a block diagram, a cylinder identification device for a multi-cylinder internal combustion engine, which is constructed according to a similar embodiment of the present invention. In this embodiment, the invention is applied to a four-cylinder internal combustion engine. A first or cylinder identification signal generator 1 is provided on a camshaft of the engine which is operatively connected to a crankshaft so as to rotate in synchronization therewith to produce a cylinder identification signal SC containing a series of plural kinds of rectangular pulses , which have relatively large pulse widths and correspond to certain cylinders (for example, cylinder No. 1 and cylinder No. 2 in the illustrated embodiment), as shown in FIG . Different types of cylinder identification pulses SC, each of which belongs to a corresponding particular cylinder or cylinder group, have different pulse widths. In the example shown in Fig. 2, a first type of cylinder identification pulse corresponding to the cylinder No. 1 has a relatively large pulse width, and a second type of cylinder identification pulse corresponding to the cylinder No. 2 has a relatively narrow pulse width. The first signal generator 1 can be designed, for example, the same as the signal generator which is used in the conventional device according to FIG . This means that it has a turntable fixedly mounted on the camshaft (not shown) so as to rotate integrally with the camshaft and provided with a plurality of arcuate slots extending through the disc and the cylinders of the engine wherein each of the slots has a leading edge corresponding to a second reference position (eg, B75 °) of a cylinder and a leading edge corresponding to a first reference position (eg, B5 °) of a cylinder and an optical measuring device in the form of a photocoupler is to detect each slot in the turntable each time it occupies a predetermined location during the rotation of the disc. The output signal SC from the first signal generator 1 is supplied via an interface 3 to a reference signal generating circuit 2 .

Auf der Kurbelwelle ist ein zweiter Signalgenerator 4 in Form eines Impulssignalgenerators vorgesehen, um synchron zu der Drehung der Kurbelwelle ein Impulssignal zu erzeugen, welches eine Reihe von Impulsen enthält, die jeweils für vorbestimmte Kurbelwinkel oder Positionen jedes Zylinders repräsentativ sind. Der Impulssignalgenerator 4 kann beispielsweise ein Hohlrad aufweisen, welches so auf der Kurbelwelle angebracht ist, daß es sich zusammen mit dieser dreht, und welches mehrere Zähne aufweist, die an vorbestimmten Umfangsabständen um seine Umfangsoberfläche herum vorgesehen sind, sowie einen elektromagnetischen Aufnehmer, der auf solche Weise in der Mitte des Hohlrades angeordnet ist, daß jedesmal dann, wenn er einem der Zähne des Hohlrades während der Drehung der Kurbelwelle gegenüberliegt, er einen Ausgangsimpuls erzeugt, im allgemeinen in der Form eines scharfen Sinus-Impulses.On the crankshaft, there is provided a second signal generator 4 in the form of a pulse signal generator for generating, in synchronism with the rotation of the crankshaft, a pulse signal containing a series of pulses representative of predetermined crank angles or positions of each cylinder, respectively. The pulse signal generator 4 may, for example, comprise a ring gear which is mounted on the crankshaft so as to rotate together therewith and which has a plurality of teeth provided at predetermined circumferential intervals around its peripheral surface, and an electromagnetic pickup mounted thereon Way in the middle of the ring gear is arranged that each time when it faces one of the teeth of the ring gear during the rotation of the crankshaft, it generates an output pulse, generally in the form of a sharp sine pulse.

Das Impulssignal P von dem zweiten oder Impulssignalgenerator 4 wird einer Signalformschaltung 5 zugeführt, in welcher die Signalform so geändert wird, daß ein signalgeformtes Impulssignal P′ zur Verfügung gestellt wird, welches eine Reihe rechteckförmiger Impulse aufweist, von denen jeder eine begrenzte Impulsbreite hat, die in einen Kurbelwinkel von 75° oder 5° vor dem oberen Totpunkt jedes Zylinders fällt (nachstehend als B75° oder B5° bezeichnet). Das auf diese Weise geformte Impulssignal P′ wird dann der Bezugssignal-Erzeugungsschaltung 2 zugeführt, die ein Bezugspositionssignal ST erzeugt, welches eine Reihe rechteckförmiger Impulse aufweist, von denen jeder eine verhältnismäßig große Impulsbreite hat, wie bei ST in Fig. 2 gezeigt. Im einzelnen weist jeder Impuls des Bezugspositionssignals ST eine ansteigende Flanke beim Abfallen eines rechteckförmigen Impulses des in der Wellenform geformten Impulssignals P′ bei B75° auf, und eine abfallende Flanke beim Abfallen des folgenden, in eine Rechteckform gebrachten Impulses des in der Wellenform geformten Impulssignals P′ bei B5°. Das auf diese Weise erzeugte Bezugspositionssignal ST wird einer Steuereinheit in Form eines Mikrocomputers 6 zugeführt.The pulse signal P from the second or pulse signal generator 4 is supplied to a waveform shaping circuit 5 in which the waveform is changed so as to provide a signal-shaped pulse signal P 'having a series of rectangular pulses each having a limited pulse width to a crank angle of 75 ° or 5 ° before top dead center of each cylinder (hereinafter referred to as B75 ° or B5 °). The pulse signal P 'thus formed is then supplied to the reference signal generating circuit 2 which generates a reference position signal ST having a series of rectangular pulses each having a relatively large pulse width, as shown at ST in FIG . More specifically, each pulse of the reference position signal ST has a rising edge when falling a rectangular pulse of the waveform-shaped pulse signal P 'at B75 °, and a falling edge at falling of the following rectangular pulse of the waveform-shaped pulse signal P At B5 °. The reference position signal ST generated in this way is supplied to a control unit in the form of a microcomputer 6 .

Die Bezugspositionssignal-Erzeugungsschaltung 2 weist einen Bezugspositions-Identifizierungsabschnitt 2A auf, der die erste und zweite Bezugsposition jedes Zylinders auf der Grundlage des geformten Impulssignals P′ von der Signalformschaltung 5 und des Zylinder-Identifizierungssignals SC von dem ersten Signalgenerator 1 identifiziert, um ein Zylinderidentifizierungs-In formationssignal C zu erzeugen, welches dem Mikrocomputer 6 zugeführt wird. Auf der Grundlage des Zylinderidentifizierungs-Informationssignals C und des Bezugspositionssignals ST steuert der Mikrocomputer 6 ordnungsgemäß den Betrieb des Motors, beispielsweise den Zündzeitpunkt, den Einspritzzeitpunkt für jeden Zylinder, und zwar auf exakte Weise.The reference position signal generating circuit 2 comprises a reference position identifying section 2 A to identifying the first and second reference position of each cylinder on the basis of the shaped pulse signal P 'of the waveform shaping circuit 5 and the cylinder identification signal SC from the first signal generator 1, a cylinder identification In formation signal C to generate, which is supplied to the microcomputer 6 . On the basis of the cylinder identification information signal C and the reference position signal ST, the microcomputer 6 properly controls the operation of the engine, for example, the ignition timing, the injection timing for each cylinder, in an accurate manner.

Im einzelnen tastet die Bezugssignal-Erzeugungsschaltung 2 den Pegel des Zylinder-Identifikationssignals SC beim Abfallen jedes Impulses des geformten Impulssignals P′ ab (bei dem dargestellten Beispiel dreifach), um zu ermitteln, ob es sich auf einem hohen Pegel ("1") oder auf einem niedrigen Pegel ("0") befindet. Auf der Grundlage dreier auf diese Weise ermittelter Werte stellt die Bezugssignal-Erzeugungsschaltung 2 fest, zu welchem Zylinder und zu welcher von dessen Bezugspositionen die abfallende Flanke jedes der drei aufeinander folgenden Impulse ST gehört, und zwar durch Verwendung einer entsprechenden Tabelle oder entsprechender Daten, die vorher in dem Mikrocomputer 6 gespeichert wurden. Beispielsweise kann die abfallende Flanke des letzten von drei aufeinander folgenden Impulsen ST auf der Grundlage einer Folge dreier SC-Signalpegel auf folgende Weise identifiziert werden:Specifically, the reference signal generating circuit 2 samples the level of the cylinder identification signal SC at the fall of each pulse of the shaped pulse signal P '(in the example shown, three times) to determine whether it is at a high level ("1") or is at a low level ("0"). On the basis of three values thus obtained, the reference signal generating circuit 2 determines to which cylinder and to which of its reference positions the falling edge of each of the three successive pulses ST belongs, by use of a corresponding table or corresponding data previously stored in the microcomputer 6 . For example, the falling edge of the last of three consecutive pulses ST may be identified based on a sequence of three SC signal levels in the following manner:

SC-SignalpegelreiheSC signal level series Zylinder- und BezugspositionCylinder and reference position [1, 0, 1][1, 0, 1] 2. Bezugsposition B75° des Zylinders Nr. 12. Reference position B75 ° of cylinder no. 1 [0, 1, 1][0, 1, 1] 1. Bezugsposition B5° des Zylinders Nr. 11. Reference position B5 ° of the cylinder No. 1 [1, 1, 1][1, 1, 1] 2. Bezugsposition B75° des Zylinders Nr. 32. Reference position B75 ° of cylinder no. 3 [1, 1, 0][1, 1, 0] 1. Bezugsposition B5° des Zylinders Nr. 31. Reference position B5 ° of the cylinder No. 3 [1, 0, 0][1, 0, 0] 2. Bezugsposition B75° des Zylinders Nr. 42. Reference position B75 ° of the cylinder No. 4 [0, 0, 0][0, 0, 0] 1. Bezugsposition B5° des Zylinders Nr. 41. Reference position B5 ° of the cylinder No. 4 [0, 0, 1][0, 0, 1] 2. Bezugsposition B75° des Zylinders Nr. 22. Reference position B75 ° of the cylinder No. 2 [0, 1, 0][0, 1, 0] 1. Bezugsposition B5° des Zylinders Nr. 21. Reference position B5 ° of the cylinder No. 2

Zum Beispiel kann der Referenzpositionssignalgenerator 2 die Referenzpositionen so codieren, daß sie Zylinder-Iden tifizierungsinformation C bereitstellen, die dann zusammen mit dem Bezugspositionssignal ST dem Mikrocomputer 6 eingegeben wird. Nach der Erzeugung von nur drei Impulsen des in der Signalform geformten Impulssignals P′ können daher der Zylinder und dessen Bezugsposition, entsprechend der abfallenden Flanke des letzten der drei aufeinander folgenden Impulse, gleichzeitig und exakt in einer sehr frühen Stufe eines Motorstartvorgangs oder eines Kurbelwellenumdrehungsvorgangs identifiziert werden.For example, the reference position signal generator 2 may encode the reference positions to provide cylinder identification information C, which is then input to the microcomputer 6 together with the reference position signal ST. Therefore, after the generation of only three pulses of the pulse signal P 'formed in the waveform, the cylinder and its reference position corresponding to the falling edge of the last of the three consecutive pulses can be simultaneously and accurately identified at a very early stage of an engine starting operation or a crankshaft revolution operation ,

Sobald die Zylinder-Identifizierungsinformation C für einen Zylinder zuerst dem Mikrocomputer 6 eingegeben wurde, können auf diese Weise die nachfolgenden Zylinder und ihre jeweiligen Bezugspositionen aufeinander folgend identifiziert werden, auf der Grundlage des Bezugspositionssignals ST, welches aufeinander folgend von der Bezugssignal-Erzeugungsschaltung 2 dem Mikrocomputer 6 zugeführt wird, da die Abfolge des Betriebes der Zylinder vorbestimmt ist. Daher kann die Zylinder-Identi fizierungsinformation C nur einmal für die ersten identifizierten Zylinder erzeugt werden. In this way, once the cylinder identification information C for a cylinder is first input to the microcomputer 6 , the following cylinders and their respective reference positions can be successively identified on the basis of the reference position signal ST successively from the reference signal generating circuit 2 to the microcomputer 6 , since the sequence of operation of the cylinders is predetermined. Therefore, the cylinder identification information C can be generated only once for the first identified cylinders.

Darüber hinaus ist das von der Bezugssignal-Er zeugungsschaltung 2 erzeugte Bezugspositionssignal ST vollständig mit der Drehung der Kurbelwelle synchronisiert, so daß es eine Signalform aufweist, die exakt in der zweiten Bezugsposition B75° jedes Zylinders ansteigt, und exakt in der ersten Bezugsposition B5° jedes Zylinders abfällt. Daher ist das Bezugspositionssignal ST nicht fehlerbehaftet, wodurch es ermöglicht wird, die exakteste Ermittlung von Bezugspositionen jedes Zylinders durchzuführen.Moreover, the reference position signal ST generated by the reference signal generating circuit 2 is completely synchronized with the rotation of the crankshaft so as to have a waveform that exactly rises in the second reference position B75 ° of each cylinder and exactly in the first reference position B5 ° each Cylinder falls off. Therefore, the reference position signal ST is not erroneous, thereby making it possible to perform the most accurate detection of reference positions of each cylinder.

Auf diese Weise wird ein sehr genaues Bezugspositionssignal ST auf der Grundlage des Zylinder-Iden tifizierungssignals SC erzeugt, welches mehrere Arten von Impulsen aufweist, die unterschiedliche Impulsbreiten haben und die synchron zu ihrer Drehung synchron zur Drehung der Nockenwelle erzeugt werden, und auf der Grundlage des Bezugspositionssignals P′, welches exakt mit der Drehung der Kurbelwelle synchronisiert ist, wodurch der Computer 6 exakt den Motor steuern kann.In this way, a very accurate reference position signal ST is generated on the basis of the cylinder identification signal SC having a plurality of types of pulses having different pulse widths generated in synchronism with their rotation in synchronization with the rotation of the camshaft, and based on the Reference position signal P ', which is exactly synchronized with the rotation of the crankshaft, whereby the computer 6 can control the engine exactly.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel für unterschiedliche Signale P, P′, ST und SC′, die bei der Vorrichtung von Fig. 1 einsetzbar sind. Bei diesem Beispiel sind das Bezugspositions-Impulssignal P, welches von dem zweiten oder Impulssignalgenerator 4 erzeugt wird, das in der Signalform geformte Impulssignal P′, und das Bezugspositionssignal ST dieselben Signale wie die in Fig. 2 dargestellten Signale, jedoch unterscheidet sich das Zylinder-Identifizierungssignal SC′ von dem Signal SC gemäß Fig. 2 darin, daß es eine erste Art eines rechteckigen Impulses aufweist, der einem ersten bestimmten Zylinder Nr. 1 entspricht, und der eine Impulsbreite aufweist, die größer als eine Winkelentfernung oder ein Kurbelwinkel zwischen den abfallenden Flanken aufeinander folgender Impulse des in der Signalform geformten Impulssignals P′ ist (also zwischen der ersten und zweiten Bezugsposition für jeden Zylinder), sowie eine zweite Art eines rechteckigen Impulses aufweist, der einem zweiten bestimmten Zylinder Nr. 4 entspricht, und der eine kleine Impulsbreite aufweist, die geringer ist als die Winkelentfernung zwischen den abfallenden Flanken aufeinander folgender Impulse des in der Signalform geformten Impulssignals P′. Die Impulsbreite der ersten Art der Impulse für den ersten bestimmten Zylinder Nr. 1 ist nämlich voreingestellt, so daß ihr Pegel an den abfallenden Flanken zweier aufeinander folgender Impulse des Impulssignals P′ hoch ist. Andererseits ist die Impulsbreite der zweiten Art von Impulsen so ausgebildet, daß ihr Pegel hoch bzw. niedrig ist, an den abfallenden Flanken zweier aufeinander folgender Impulse des geformten Bezugspositions-Impulssignals P′. FIG. 3 shows another example of different signals P, P ', ST and SC' which can be used in the device of FIG . In this example, the reference position pulse signal P generated by the second or pulse signal generator 4 , the pulse signal P 'shaped in the waveform, and the reference position signal ST are the same signals as the signals shown in Fig. 2, but the cylinder differs. Identification signal SC 'from the signal SC of Fig. 2 in that it has a first kind of rectangular pulse corresponding to a first specific cylinder No. 1 and having a pulse width larger than an angular distance or a crank angle between the falling ones Flanks of successive pulses of the pulse signal P 'formed in the waveform are (ie, between the first and second reference positions for each cylinder) and a second type of rectangular pulse corresponding to a second specific cylinder # 4, and a small pulse width which is less than the angular distance between the ab falling edges of successive pulses of the pulse signal P 'shaped in the waveform. Namely, the pulse width of the first kind of the pulses for the first specific cylinder No. 1 is preset, so that its level at the falling edges of two successive pulses of the pulse signal P 'is high. On the other hand, the pulse width of the second type of pulses is formed so that its level is high or low, at the falling edges of two successive pulses of the shaped reference position pulse signal P '.

In diesem Fall identifiziert der Bezugspositions-Iden tifizierungsabschnitt 2A der Bezugspositionssignal-Er zeugungsschaltung 2 die Zylinder und ihre Bezugspositionen auf die folgende Weise. Ist der Pegel des Zylinder-Identifizierungssignals SC′ an den abfallenden Flanken zweier aufeinander folgender Impulse des in der Signalform geformten Impulssignals P′ hoch, so wird festgelegt, daß die abfallende Flanke des ersten oder vorhergehenden der beiden Impulse der zweite Bezugsposition B75° des ersten bestimmten Zylinders Nr. 1 entspricht, und daß die abfallende Flanke des zweiten oder folgenden der beiden Impulse der ersten Bezugsposition B5° des ersten bestimmten Zylinders Nr. 1 entspricht. Weiterhin wird, wenn der Pegel des Zylinder- Identifizierungssignals SC′ hoch ist, bzw. niedrig, an den abfallenden Flanken zweier aufeinander folgender Impulse des in der Signalform geformten Impulssignals P′, festgelegt, daß die abfallende Flanke des ersten oder vorhergehenden der beiden Impulse der zweiten Bezugsposition B75° des zweiten bestimmten Zylinders Nr. 4 entspricht, und daß die abfallende Flanke des zweiten oder folgenden der beiden Impulse der ersten Bezugsposition B5° des zweiten bestimmten Zylinders Nr. 4 entspricht. Sobald auf die voranstehend beschriebene Weise eine Zylinder-Iden tifizierung durchgeführt wurde, können die nachfolgenden Impulse und ihre abfallenden Flanken automatisch identifiziert werden, da die Folge des Betriebs der Zylinder vorbestimmt ist.In this case, the reference position Iden identified tifizierungsabschnitt 2 A of the reference position signal generating circuit Er 2 cylinders and their reference positions in the following manner. If the level of the cylinder identification signal SC 'at the falling edges of two successive pulses of the pulse shaped signal P' formed in the waveform is high, it is determined that the falling edge of the first or previous one of the two pulses determines the second reference position B75 ° of the first one Cylinder No. 1 corresponds, and that the falling edge of the second or subsequent of the two pulses of the first reference position B5 ° of the first specific cylinder No. 1 corresponds. Further, when the level of the cylinder identification signal SC 'is high, or low, at the falling edges of two successive pulses of the waveform shaped pulse signal P', it is determined that the falling edge of the first or previous one of the two pulses second reference position B75 ° of the second specific cylinder No. 4, and that the falling edge of the second or following of the two pulses of the first reference position B5 ° corresponds to the second specific cylinder No. 4. Once a cylinder identification has been performed in the manner described above, the subsequent pulses and their falling edges can be automatically identified because the sequence of operation of the cylinders is predetermined.

Claims

A cylinder identification apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine having a crankshaft and a camshaft operatively connected for simultaneous rotation with the crankshaft

- A first mounted on the camshaft signal generator ( 1 ) for generating a first pulse signal (SC) in synchronism with the rotation of the camshaft;
- A second, mounted on the crankshaft signal generator ( 4 ) for generating a second pulse signal (P ') in synchronism with the rotation of the crankshaft;
a reference position signal generating means ( 2 ) which receives the first pulse signal (SC) and the second pulse signal (P ') and generates a reference position signal (ST) and a cylinder identification signal (C);

in which

- the second pulse signal (P ') generated by the second signal generator ( 4 ) has first pulses corresponding to a first predetermined reference position (B75 °) of each cylinder and second pulses corresponding to a second predetermined reference position (B5 °) of each cylinder;
the first pulse signal (SC) is a predetermined sequence of a plurality of pulses of different widths; and
the reference position generating means ( 2 ) samples the level of the first pulse signal (SC) at each pulse of the second pulse signal (P ') and determines from three consecutively sampled level values of the first pulse signal (SC), which cylinder (# 1 to # 4) and which Reference position (B75 °, B5 °) to the last of three consecutive pulses of the second pulse signal (P ') belongs.

2. A cylinder identification apparatus according to claim 1, characterized in that the first pulse signal (SC, SC ') includes a pulse having a pulse width which is greater than a corresponding crank angle between falling edges of successive, generated by the second signal generator pulses, and another pulse which has a smaller pulse width than the corresponding crank angle between two successive pulses generated by the second signal generator ( 4 ).